(57)【要約】【課題】荷電粒子線マスク製造用基板のＳｉ基板側の平均表面粗さを規定し、Ｓｉ基板の所定の箇所をエッチングする前に、Ｓｉ基板側表面の異物検査を行うことにより、荷電粒子線マスクを収率良く製造する荷電粒子線マスクの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】荷電粒子線マスク製造用基板１０のＳｉ基板１１側（エッチング面）の平均表面粗さを５ｎｍ以下とし、Ｓｉ基板１１をエッチングする前に、Ｓｉ基板１１側（エッチング面）表面の異物検査をして、Ｓｉ基板１１をエッチングする荷電粒子線マスクの製造方法である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ基板の一方の面に中間層と、Ｓｉ層とが形成された３段構造の荷電粒子線マスク製造用基板において、前記Ｓｉ基板側（エッチング面）の平均表面粗さが５ｎｍ以下であることを特徴とする荷電粒子線マスク製造用基板。
【請求項２】
請求項１に記載の荷電粒子線マスク製造用基板を用い、前記Ｓｉ層に所定の荷電粒子線透過孔を形成する工程と、前記Ｓｉ基板の所定の箇所をエッチングすることにより開口部を形成する工程とを含む荷電粒子線マスク製造方法において、
前記Ｓｉ基板の所定の箇所をエッチングする前に、Ｓｉ基板側（エッチング面）表面の異物検査を行うことを特徴とする荷電粒子線マスクの製造方法。
【請求項３】
前記異物検査は、光散乱を利用した異物検査法であることを特徴とする請求項２記載の荷電粒子線マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線（電子線やイオンビーム等）を用いて、感応基板上に所定のパターンを転写するためのマスク及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの微細化、高集積化技術にはめざましい進展が見られる。
かかる状況において、従来から行われている光を用いたリソグラフィー技術では、光の解像限界が懸念されるようになってきており、電子線やイオンビームを用いたリソグラフィー装置の検討、開発が盛んに行われている。
【０００３】
電子線やイオンビームを用いたリソグラフィー装置において使用されるマスクとして、ＳＯＩ基板に代表されるような、Ｓｉ層、中間層、Ｓｉ基板の３層構造からなる基板を用い、Ｓｉ層には転写すべき貫通孔パターンに対応する開孔パターンをそれぞれ形成し、開孔パターンの検査を行い、開孔パターンに欠陥がある場合は欠陥部分の修正を行い、前記Ｓｉ基板の所定の箇所のみを中間層までエッチングし、所定の箇所の中間層を取り除くことで形成される荷電粒子線転写用ステンシルマスクが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記荷電粒子線転写用ステンシルマスクを用い、電子線やイオンビームを用いて転写パターンを転写することで、従来の光を用いたリソグラフィーよりもはるかに高解像度のパターンが期待される。
【特許文献１】特開平１０−１３５１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
Ｓｉ基板を中間層までエッチングする工程において、残渣が発生することがある。残渣が発生することで、残渣物の重量や応力によりメンブレンが破損したり、貫通孔パターンを形成できず、転写マスクが収率良く製造できないといった問題がある。
【０００６】
残渣が発生する原因は、Ｓｉ基板表面に存在する異物である。
図４（ａ）〜（ｃ）は、Ｓｉ基板１１のエッチング工程で残渣６１が発生している状態を模式的に示した説明図である。
Ｓｉ基板１１のエッチング工程（図４（ａ）参照）で、異物５１がエッチングマスクとなり、Ｓｉ基板１１にエッチングされない、或いはエッチングされにくい箇所が発生し、残渣６１となる。
【０００７】
しかしながら、転写マスクを製造するために用いる基板は、多くはＳＯＩ基板と呼ばれているものであるが、本来用途としては半導体デバイス製造材料である。
従って、デバイス作製部分であるＳｉ層に関しては研磨され、表面の異物保証されている場合がほとんどである。
しかし、Ｓｉ基板側表面に関しては、研磨されていないか、或いは研磨されていたとしても異物保証されない場合がほとんどである。さらには、マスク製造工程においてＳｉ基板側を異物汚染することも多く、これが残渣の原因となることも多い。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、Ｓｉ基板の一方の面に中間層と、Ｓｉ
層とが形成された３段構造の荷電粒子線マスク製造用基板のＳｉ基板側の表面粗さを規定し、Ｓｉ基板の所定の箇所をエッチングする前に、Ｓｉ基板側表面の異物検査を行うことにより、荷電粒子線マスクを収率良く製造する荷電粒子線マスクの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、Ｓｉ基板の一方の面に中間層と、Ｓｉ層とが形成された３段構造の荷電粒子線マスク製造用基板において、前記Ｓｉ基板側（エッチング面）の平均表面粗さが５ｎｍ以下であることを特徴とする荷電粒子線マスク製造用基板としたものである。
【００１０】
また、請求項２においては、請求項１に記載の荷電粒子線マスク製造用基板を用い、前記Ｓｉ層上に所定の荷電粒子線透過孔を形成する工程と、前記Ｓｉ基板の所定の箇所をエッチングすることにより開口部を形成する工程とを含む荷電粒子線マスク製造方法において、
前記Ｓｉ基板の所定の箇所をエッチングする前に、Ｓｉ基板側（エッチング面）表面を異物検査することを特徴とする荷電粒子線マスク製造方法としたものである。
【００１１】
さらにまた、請求項３においては、前記異物検査は、光散乱を利用した異物検査法であることを特徴とする請求項２記載の荷電粒子線マスク製造方法としたものである。
【発明の効果】
【００１２】
Ｓｉ基板側のＲａが５ｎｍ以下の本発明の荷電粒子線マスク製造用基板を用い、本発明の荷電粒子線マスク製造方法を適用することにより、エッチング後の残渣の有無を推定でき、荷電粒子線マスクの収率を向上させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態につき説明する。
請求項１に係る発明は、Ｓｉ基板の一方の面に中間層、Ｓｉ層が形成された３段構造の荷電粒子線マスク製造用基板において、Ｓｉ基板側（エッチング面）の平均表面粗さ（以下、Ｒａと称す）を５ｎｍ以下としたものである。
図１は、Ｓｉ基板の一方の面に中間層、Ｓｉ層が形成された３段構造の荷電粒子線マスク製造用基板の一実施例を示す模式構成断面図である。
本発明の荷電粒子線マスク製造用基板１０は、図１に示すように、単結晶シリコンからなるＳｉ基板１１上にシリコン酸化膜からなる中間層２１と、単結晶シリコンからなるＳｉ層３１とが形成されたもので、Ｓｉ基板１１側（エッチング面）のＲａを５ｎｍ以下としたものである。
【００１４】
Ｓｉ基板１１側（エッチング面）のＲａを５ｎｍ以下とすることで、残渣の原因となる異物の検出が容易になり、収率の向上が可能となる。
Ｓｉ基板１１側（エッチング面）のＲａは小さければ小さいほど好ましいが、好ましくは２ｎｍ以下であり、さらに好ましくは０．６ｎｍ以下である。Ｒａが小さくなればなるほど検出可能な異物のサイズも小さくなり、測定精度も向上するため、残渣の低減に効果的である。
【００１５】
ここで、異物を検査する異物検査装置は、光の散乱現象を利用し異物検出を行う装置が安価に市販されている。これら装置に共通する特徴は、鏡面であることを前提としていることである。すなわち、検査表面に異物ではない凹凸が存在したとすれば、これによる光の散乱があり異物として誤検出してしまうことがある。かかる事情から、Ｓｉ基板の他方の面が全く研磨されていない状況下においては、凹凸による光の散乱のため、異物を全く
検出できないといった事態が生じる。
そこで、上記のようなＳｉ基板側（エッチング面）の平均表面粗さを５ｎｍ以下とすることにより、Ｓｉ基板側（エッチング面）に付着した小さい異物の検出が可能となる。
【００１６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の荷電粒子線マスク製造用基板を用い、前記Ｓｉ層上に所定の荷電粒子線透過孔パターンを形成する工程と、前記Ｓｉ基板の所定の箇所をエッチングすることにより開口部を形成する工程を含む荷電粒子線マスク製造方法において、前記Ｓｉ基板の所定の箇所をエッチングする前に、Ｓｉ基板の他方の面の異物検査することを特徴とする荷電粒子線マスクの製造方法である。
Ｓｉ基板の所定の箇所をエッチングする前にＳｉ基板側（エッチング面）の異物検査を行うことで、エッチング後の残渣状況を推定でき、収率が向上する。
【００１７】
請求項３に係る発明は、Ｓｉ基板側（エッチング面）の異物検査方法が光散乱法を用いてＳｉ基板側表面を異物検査することを特徴とする荷電粒子線マスク製造方法である。
光散乱法を用いることにより、容易に且つ高感度に異物の検出が可能である。なお、ここでいう光散乱法の検査とは、一般的に市販されている光散乱型の異物検査装置のみを指すのではなく、光散乱法を用いた目視による検査も含まれる。
【００１８】
以下、本発明の荷電粒子線マスクの製造方法について説明する。
図２（ａ）〜（ｆ）及び図３（ｇ）〜（ｉ）は、荷電粒子線マスクの製造工程の一実施例を示す模式構成断面図である。
まず、単結晶シリコンからなるＳｉ基板１１の一方の面にシリコン酸化膜からなる中間層２１と、単結晶シリコンからなるＳｉ層３１とが形成された荷電粒子線マスク製造用基板１０を準備する（図２（ａ）参照）。
ここで、Ｓｉ基板１１の表面は、Ｒａが５ｎｍ以下のものを使用する。
【００１９】
次に、Ｓｉ層３１面に電子線レジストを塗布して電子線感光層４１を形成し、電子線露光、現像等のパターニング処理を行って、レジストパターン４１ａを形成する（図２（ｂ）〜（ｃ）参照）。
【００２０】
次に、レジストパターン４１ａをエッチングマスクとしてＳｉ層３１をドライエッチングし、レジストパターン４１ａを剥離処理して、荷電粒子線透過孔３２を形成する（図２（ｄ）参照）。
ここで、シリコン酸化膜からなる中間層２１はそのまま残しておく。
【００２１】
次に、Ｓｉ基板１１側の異物検査を行い、Ｓｉ基板１１側の異物の有無を確認する（図２（ｅ）参照）。
ここで、問題となる異物が確認された場合は、洗浄処理し、再検査する。
【００２２】
次に、Ｓｉ基板１１側に開口部を形成するためのレジスト層４２を形成する（図２（ｆ）参照）。
【００２３】
次に、レジスト層４２をパターン露光、現像等のパターニング処理を行って、開口部を有するレジストパターン４２ａを形成する（図３（ｇ）参照）。
【００２４】
次に、レジストパターン４２ａをエッチングマスクとして、ドライエッチングもしくはウェットエッチングによりＳｉ基板１１をエッチングする（図３（ｈ）参照）。
ここで、Ｓｉ基板１１のエッチングはシリコン酸化膜からなる中間層２１をエッチングストッパー層として行われる。
【００２５】
次に、レジストパターン４２ａを剥離処理し、フッ化水素酸にてシリコン酸化膜からなる中間層２１をエッチング除去し、Ｓｉ基板１１に開口部１３が、Ｓｉ層３１に荷電粒子線透過孔３２が形成された荷電粒子線マスク１００を得る（図３（ｉ）参照）。
【００２６】
上記したように、荷電粒子線マスク製造用基板１０のＳｉ基板１１側の平均表面粗さを測定し、Ｒａが５ｎｍ以下の荷電粒子線マスク製造用基板を用い、Ｓｉ基板１１をエッチングする前にＳｉ基板側（エッチング面）の異物検査を行うことで、エッチング後の残渣状況を推定でき、収率が向上する。
【００２７】
なお、Ｓｉ層３１とＳｉ基板１１の加工順番を入れ替えた場合であっても、Ｓｉ基板１１をエッチングする前に検査すれば構わない。
【実施例１】
【００２８】
まず、７２５μｍ厚の単結晶シリコンからなるＳｉ基板１１の一方の面に１．０μｍ厚のシリコン酸化膜からなる中間層２１と、２．０μｍ厚の単結晶シリコンからなるＳｉ層３１とが形成された２００ｍｍφの荷電粒子線マスク製造用基板１０を準備した（図２（ａ）参照）。
【００２９】
次に、荷電粒子線マスク製造用基板１０のＳｉ基板１１側のＲａを測定し、Ｓｉ基板１１側のＲａが、それぞれ０．５、１．５、５．０ｎｍの荷電粒子線マスク製造用基板の実施例サンプルと、Ｓｉ基板１１側の平均表面粗さＲａが１３０ｎｍの荷電粒子線マスク製造用基板の比較例サンプルを準備した。
ここで、平均表面粗さ測定にはＰ−１１  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｒｏｆｉｌｅｒ（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定長５ｍｍ、カットオフ０．８ｍｍで測定した。
【００３０】
上記、Ｓｉ基板１１側のＲａが、０．５、１．５、５．０ｎｍの荷電粒子線マスク製造用基板の実施例サンプルについては、Ｓｉ基板１１側表面をセラミックス製の円形プレートに真空吸着することで強制的に異物汚染させたサンプル１〜３と、強制的に異物汚染させないサンプル４〜６とを作製した。
また、Ｓｉ基板１１側のＲａが１３０ｎｍの荷電粒子線マスク製造用基板の比較例サンプルでは、Ｓｉ基板１１側表面をセラミックス製の円形プレートに真空吸着することで強制的に異物汚染させたサンプル７を作製した。
【００３１】
次に、サンプル１〜７の各荷電粒子線マスク製造用基板１０のＳｉ層３１上に電子線レジストをスピンナー等で塗布して１．０μｍ厚の感光層４１を形成し、電子ビーム描画、現像等のパターニング処理を行って、レジストパターン４１ａを形成した（図２（ｂ）及び（ｃ）参照）。
【００３２】
次に、レジストパターン４１ａをエッチングマスクにしてドライエッチングにより、Ｓｉ３１をエッチングし、さらに、酸素プラズマアッシングによりレジストパターン４１ａを除去し、荷電粒子線透過孔３２を形成した（図２（ｄ）参照）。
【００３３】
次に、サンプル１〜７の荷電粒子線マスク製造用基板のＳｉ基板１１側の異物検査を行い、Ｓｉ基板１１側の異物の有無を確認した（図２（ｅ）参照）。
ここで、Ｓｉ基板１１側の異物検査機としては、ＷＭ−１５００（トプコン社製）を用いた。
表１にその検査結果を示す。
【００３４】
【表１】
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表１の結果から分かるように、Ｓｉ基板１１側のＲａが、０．５、１．５、５．０ｎｍ
の荷電粒子線マスク製造用基板でＳｉ基板１１側を強制的に異物汚染させたサンプル１〜３では、汚染パターンが検出され、Ｓｉ基板１１側のＲａが、０．５、１．５、５．０ｎｍの荷電粒子線マスク製造用基板でＳｉ基板１１側を強制的に異物汚染させないサンプル４〜６では、汚染パターンは検出されなかった。
また、Ｓｉ基板１１側のＲａが１３０ｎｍの荷電粒子線マスク製造用基板でＳｉ基板１１側を強制的に異物汚染させたサンプル７では、強制的に異物汚染させたにもかかわらず、汚染パターンは検出されなかった。
【００３５】
次に、荷電粒子線マスク製造用基板１０のＳｉ基板１１側にフォトレジストをスピンナー等で塗布して５０μｍ厚のレジスト層４２を形成した（図２（ｆ）参照）。
【００３６】
次に、レジスト層４２をパターン露光、現像等のパターニング処理を行って、開口部を有するレジストパターン４２ａを形成した（図３（ｇ）参照）。
【００３７】
次に、レジストパターン４２ａをエッチングマスクにしてドライエッチングにより、シリコン酸化膜からなる中間層２１をエッチングストッパー層としてＳｉ基板１１をエッチングして、開口部を形成した（図３（ｈ）参照）。
【００３８】
次に、酸素プラズマアッシングにてレジストパターン４２ａを除去し、濃度５％のフッ化水素酸に４０分間浸漬して中間層２１をエッチングして除去して、Ｓｉ基板１１に開口部１３が、Ｓｉ層３１に荷電粒子線透過孔３２が形成された荷電粒子線マスク１００を得た（図３（ｉ）参照）。
ここで、得られた荷電粒子線マスク１００の開口部１３側の残渣を検査した結果を表１に示す。
【００３９】
表１の結果から分かるように、上記Ｓｉ基板１１側の異物検査で、Ｓｉ基板１１側のＲａが０．５、１．５、５．０ｎｍの荷電粒子線マスク製造用基板でＳｉ基板１１側の汚染パターンが検出されたサンプル１〜３では残渣が確認されたが、汚染パターンは検出されなかった。サンプル４〜６では残渣がなかった。
また、Ｓｉ基板１１側のＲａが１３０ｎｍの荷電粒子線マスク製造用基板サンプル７では、汚染パターンが検出されなかったにもかかわらず、残渣が発生していることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の荷電粒子線マスク製造用基板の一実施例を示す模式構成断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の荷電粒子線マスクの製造方法の工程の一部を示す模式構成断面図である。
【図３】（ｇ）〜（ｊ）は、本発明の荷電粒子線マスクの製造方法の工程の一部を示す模式構成断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、異物による残渣の発生状況を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０……荷電粒子線マスク製造用基板
１１……Ｓｉ基板
１３……開口部
２１……中間層
３１……Ｓｉ層
３１ａ……メンブレン
３２……電子線透過孔
４１、４２……レジスト層
４１ａ、４２ａ、４３……レジストパターン
５１……異物
６１……残渣
１００……荷電粒子線マスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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